(57)【要約】  【課題】  省スペース化が図られた簡便な機構により、本体の駆動装置と、本体に対して着脱可能な作動ユニットの作動部との係合／係合解除をスムーズに行う。  【解決手段】  画像形成装置１は、本体２に設けた駆動装置９０と、本体２に対して着脱可能な転写ユニット４０とを備える。転写ユニット４０の作動部６０は、一次転写ローラ４５を中間転写ベルト４１から離間させる機構を備え、駆動装置９０により駆動される。駆動装置９０の駆動ギア９３は、駆動軸９２の回転方向に対して、駆動軸９２との間に所定角度分の遊びを備えるとともに、転写ユニット４０を本体２に収納した際、作動部６０の従動ギア６２と係合して作動部６０を駆動する。作動部６０の駆動終了後、駆動装置９０が前記所定角度だけ駆動軸９２を逆回転させることにより、転写ユニット４０を本体２から取り外す際、駆動ギア９３をその所定角度分だけ空回りさせることができる。【選択図】      図４
2007025182.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
本体と、この本体に設けられた駆動装置と、この駆動装置によって駆動せしめられる作動部が設けられた、前記本体に対して着脱可能な作動ユニットとを備えた画像形成装置において、
前記作動ユニットを前記本体に収納する際、前記駆動装置の、前記作動部と係合し合う箇所に、その駆動軸の回転方向に対して、駆動軸との間に所定角度分の遊びを設けたギアを備え、駆動装置は、作動部の駆動終了後、前記所定角度だけ駆動軸を逆回転させることを特徴とする画像形成装置。
【請求項２】
像担持体表面に形成されたトナー像を、中間転写ベルトを介して用紙に転写するものであって、前記作動ユニットは、中間転写ベルトと、この中間転写ベルトを隔てて像担持体に接触する一次転写ローラとを備えるとともに、前記作動部に、一次転写ローラを中間転写ベルトに対して接触、離間させる位置変更機構と、この位置変更機構を駆動するカム機構と、このカム機構のカムが設けられた従動軸とを備え、前記駆動装置の前記駆動軸が、前記ギアを介して、従動軸と係合することを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置。
【請求項３】
前記従動軸の回転角度を検知する角度検知手段を備えることを特徴とする請求項２に記載の画像形成装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、複写機やプリンタ等に代表される画像形成装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
複写機やプリンタ等の画像形成装置は、用紙を積載して収容する給紙部や、トナー像を形成する画像形成部、用紙にトナー像を転写する転写部、用紙に未定着トナー像を定着する定着部等を備えている。このような画像形成装置にあっては、メンテナンスや用紙ジャムが発生した時の処理のために、要所の構成部品が画像形成装置本体に対して着脱可能なユニットとして設けられているものが多い。像担持体である感光体ドラムとその周辺の構成要素が設けられたプロセスカートリッジもその一つである。
【０００３】
画像形成装置の本体に対して着脱可能なユニットに関して、このユニットが、本体に設けられた駆動装置によって駆動せしめられる作動部を備えていなければ着脱に何ら問題はないが、作動部を備えている場合、その動力伝達をどのようにして行うかが重要となる。ユニットの着脱時に、本体の駆動装置と、ユニットの作動部との係合をスムーズに行う必要がある。このような駆動装置によって駆動せしめられる作動部が設けられた、本体に対して着脱可能なユニットを備えた画像形成装置の一例を、特許文献１に見ることができる。
【特許文献１】特開平７−１９９５８９号公報（第２−４頁、図１）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
特許文献１に記載の画像形成装置においては、着脱可能なユニットであるプロセスカートリッジに対し、プロセスカートリッジを画像形成装置に収納する際、本体の駆動源（駆動装置）と、プロセスカートリッジとが係合し合う箇所に、カップリングを設けて、動力伝達を行うようにしている。しかしながら、この構成では、カップリングを設けることにより部品点数が増加し、大幅なコストアップが生じる可能性がある。また、カップリングを設けるためのスペースも必要となり、画像形成装置が大型化してしまうことが懸念される。
【０００５】
本発明は上記の点に鑑みなされたものであり、本体に設けられた駆動装置によって駆動せしめられる、本体に対して着脱可能な作動ユニットを備えた画像形成装置において、部品点数を大幅に増加することなく、省スペース化が図られた簡便な機構により、本体の駆動装置と、作動ユニットの作動部との係合／係合解除をスムーズに行うことが可能な画像形成装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記の課題を解決するため、本発明は、本体と、この本体に設けられた駆動装置と、この駆動装置によって駆動せしめられる作動部が設けられた、前記本体に対して着脱可能な作動ユニットとを備えた画像形成装置において、前記作動ユニットを前記本体に収納する際、前記駆動装置の、前記作動部と係合し合う箇所に、その駆動軸の回転方向に対して、駆動軸との間に所定角度分の遊びを設けたギアを備え、駆動装置は、作動部の駆動終了後、前記所定角度だけ駆動軸を逆回転させることとした。
【０００７】
また、上記構成の画像形成装置において、像担持体表面に形成されたトナー像を、中間転写ベルトを介して用紙に転写するものであって、前記作動ユニットは、中間転写ベルトと、この中間転写ベルトを隔てて像担持体に接触する一次転写ローラとを備えるとともに、前記作動部に、一次転写ローラを中間転写ベルトに対して接触、離間させる位置変更機構と、この位置変更機構を駆動するカム機構と、このカム機構のカムが設けられた従動軸とを備え、前記駆動装置の前記駆動軸が、前記ギアを介して、従動軸と係合することとした。
【０００８】
また、上記構成の画像形成装置において、前記従動軸の回転角度を検知する角度検知手段を備えることとした。
【発明の効果】
【０００９】
本発明の構成によれば、本体に設けられた駆動装置によって駆動せしめられる、本体に対して着脱可能な作動ユニットを備えた画像形成装置において、作動ユニットを本体に収納する際、駆動装置の、作動部と係合し合う箇所に、その駆動軸の回転方向に対して、駆動軸との間に所定角度分の遊びを設けたギアを備え、駆動装置は、作動部の駆動終了後、前記所定角度だけ駆動軸を逆回転させることとしたので、作動ユニットを本体から取り外す際、作動部を駆動する前記ギアを、駆動軸との間で所定角度分だけ空回りさせることができる。これにより、ギアや駆動軸を破損することなく、駆動装置と作動部との係合を解くことができる。したがって、部品点数を大幅に増加することなく、省スペース化が図られた簡便な機構により、本体の駆動装置と、作動ユニットの作動部との係合／係合解除をスムーズに行うことが可能となる。
【００１０】
また、像担持体表面に形成されたトナー像を、中間転写ベルトを介して用紙に転写するものであって、作動ユニットは、中間転写ベルトと、この中間転写ベルトを隔てて像担持体に接触する一次転写ローラとを備えるとともに、作動部に、一次転写ローラを中間転写ベルトに対して接触、離間させる位置変更機構と、この位置変更機構を駆動するカム機構と、このカム機構のカムが設けられた従動軸とを備え、駆動装置の駆動軸が、前記ギアを介して、従動軸と係合することとしたので、画像形成動作終了後、駆動装置が、上記カム機構や位置変更機構を用いて一次転写ローラを中間転写ベルトから離間させるような転写ユニットを、作動ユニットとして備える場合であっても、係合箇所の部材を破損することなく、本体の駆動装置と、ユニットの作動部との係合／係合解除をスムーズに行うことが可能となる。
【００１１】
また、従動軸の回転角度を検知する角度検知手段を備えることとしたので、従動軸に設けられたカムの回転角度を把握することができる。これにより、カム機構が駆動する位置変更機構の状態、すなわち一次転写ローラが中間転写ベルトから離間したか否かを把握することが可能となる。したがって、画像形成動作終了後、一次転写ローラを中間転写ベルトから確実に離間させ、ギアや駆動軸を破損することなく、駆動装置と作動部との係合を解くことができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
以下、本発明の実施形態を図１〜図５に基づき説明する。
【００１３】
最初に、本発明の実施形態に係る画像形成装置について、図１を用いてその構造の概略を説明しつつ、画像出力動作を説明する。図１は、画像形成装置の模型的垂直断面正面図である。この画像形成装置は、像担持体表面に形成されたトナー像を、中間転写ベルトを介して用紙に転写するカラー印刷タイプのものである。
【００１４】
図１に示すように、画像形成装置１の本体２の下部には、給紙部１０が配置されている。給紙部１０は、用紙カセット１１と、給紙機構１２とを備えている。用紙カセット１１は、本体２の前面側から水平にスライドして引き出すことが可能である。用紙カセット１１には、印刷前のカットペーパー等の用紙Ｐが積載して収容されている。そして、この用紙Ｐは、給紙機構１２により、図１において用紙カセット１１の左上方に向けて１枚ずつ分離されて送り出される。
【００１５】
本体２の内部であって、給紙部１０の左方には、用紙搬送部２０が備えられている。用紙搬送部２０には、本体２の左側面に沿って垂直に形設された垂直搬送路２１が備えられている。垂直搬送路２１は、給紙部１０の用紙カセット１１から送り出された用紙Ｐを受け取り、本体２の左側面に沿って垂直上方に二次転写部５０まで搬送する。
【００１６】
給紙部１０の上方には計４台の画像形成部３０が、さらにそれら各画像形成部３０の上方には中間転写体を無端ベルトの形で用いた中間転写ベルト４１が備えられている。中間転写ベルト４１は、複数のローラに巻き掛けられて支持され、図１において時計方向に回転する。この中間転写ベルト４１は、作動ユニットである転写ユニット４０に設けられている。転写ユニット４０の詳細については後述する。
【００１７】
４台の画像形成部３０は、中間転写ベルト４１の回転方向上流側から下流側に向けて直列に配置されている。４台の画像形成部３０とは、上流側から順に、マゼンタ用の画像形成部３０Ｍ、シアン用の画像形成部３０Ｃ、イエロー用の画像形成部３０Ｙ、及びブラック用の画像形成部３０Ｂである。なお、以下の説明において、特に限定する必要がある場合を除き、「Ｍ」「Ｃ」「Ｙ」「Ｂ」の識別記号は省略するものとする。
【００１８】
ここで、画像形成装置１は、外部コンピュータ（図示せず）から原稿画像データを受信する。この画像データの情報は、ＬＥＤ（発光ダイオード）で構成され、画像形成部３０に配置された露光手段３１に送られる。露光手段３１により、画像データに基づいて制御されたＬＥＤ光が、画像形成部３０の中核をなす像担持体である感光体ドラム３２に向かって照射される。
【００１９】
各画像形成部３０では、露光手段３１によって照射されたＬＥＤ光により原稿画像の静電潜像が形成され、この静電潜像からトナー像が現像される。そして、中間転写ベルト４１の回転とともに、所定のタイミングで各画像形成部３０のトナー像が順次中間転写ベルト４１に転写される。これにより、中間転写ベルト４１表面には、マゼンタ、シアン、イエロー、ブラックの４色のトナー像が重ね合わされたカラートナー像が形成される。
【００２０】
中間転写ベルト４１が用紙搬送路２１に懸かる箇所には、二次転写部５０が配置されている。中間転写ベルト４１表面のカラートナー像は、二次転写部５０において、二次転写ローラ５１と中間転写ベルト４１とが圧接することによって形成される二次転写ニップ部で、用紙搬送部２０により同期をとって送られてきた用紙Ｐに転写される。二次転写後、中間転写ベルト４１表面に残留するトナーは、中間転写ベルト４１に対してマゼンタ用画像形成部３０Ｍの回転方向上流側に設けられた中間転写ベルト４１用のクリーニング装置３によりクリーニングされる。
【００２１】
二次転写部５０の上方には、定着部４が備えられている。二次転写部５０にて未定着トナー像を担持した用紙Ｐは、定着部４へと送られ、定着ローラと加圧ローラとによりトナー像が加熱、加圧されて定着される。
【００２２】
定着部４から排出された用紙Ｐは、画像形成装置１の上部に設けられた用紙排出トレイ５に排出される。
【００２３】
次に、画像形成装置１の転写ユニット４０、及びその周辺の詳細な構成について、図１に加えて、図２〜図５を用いて説明する。図２は転写ユニットの作動部周辺を上方から見た斜視図、図３は転写ユニットの作動部周辺、及び駆動装置を下方から見た部分拡大斜視図、図４は転写ユニットの作動部周辺の部分拡大正面図、図５は駆動装置の駆動ギアを示す斜視図である。
【００２４】
図１に示すように、作動ユニットである転写ユニット４０には、中間転写ベルト４１、駆動ローラ４２、従動ローラ４３、テンションローラ４４、及び一次転写ローラ４５が備えられている。中間転写ベルト４１は、無端ベルトであって、駆動ローラ４２、従動ローラ４３、及びテンションローラ４４に巻き掛けられて支持されている。中間転写ベルト４１は、テンションローラ４４によってそのテンションが調節され、駆動ローラ４２によって図１において時計方向に回転する。一次転写ローラ４５は、４台の画像形成部３０に対応した位置に各１個ずつ、計４個設けられている。一次転写ローラ４５は、中間転写ベルト４１にトナー像を一次転写する時、中間転写ベルト４１を隔てて像担持体である感光体ドラム３２に接触する。
【００２５】
そして、転写ユニット４０は、メンテナンスや用紙ジャムの処理のために、画像形成装置１の本体２に対して、着脱することが可能である。転写ユニット４０は、図１に示す矢印Ａの方向に、本体２から引き出すことができる。
【００２６】
転写ユニット４０は、中間転写ベルト４１やこれを支持する各ローラ等で構成される主要部分とは別に、図２に示す作動部６０を備えている。作動部６０は、図１に示す中間転写ベルト４１の内側に設けられている。作動部６０は、一次転写ローラ４５を位置変更させる位置変更機構７０と、この位置変更機構７０を駆動するカム機構８０と、従動軸６１と、従動ギア６２と、角度検知手段６３とを備えている。
【００２７】
位置変更機構７０は、図４に示すように、支持部材７１、ばね７２、及びスライド部材７３を備えている。支持部材７１は、正面から見た形状がベルクランク状をなし、このベルクランクの屈曲部に、両側に直角に突出する軸部７１ａを備えている。支持部材７１は、この軸部７１ａにより転写ユニット４０の図示しないフレームに取り付けられ、軸部７１ａを中心として回転可能である。支持部材７１は、各一次転写ローラ４５の両端に１個ずつ備えられ、ベルクランク形状の一方の先端に設けられた軸受部７１ｂにより一次転写ローラ４５を支持する。
【００２８】
支持部材７１の他方の先端には、ばね７２を取り付けるための連結部７１ｃが設けられている。ばね７２は、引張ばねで構成され、その一端が支持部材７１の連結部７１ｃに、他端が転写ユニット４０の図示しないフレームに取り付けられている。これにより、ばね７２は、図４において支持部材７１を反時計方向に、すなわち一次転写ローラ４５を中間転写ベルト４１に接触させる方向に付勢している。
【００２９】
スライド部材７３は、図２に示すように、細長い板状の部材であって、４本の一次転写ローラ４５を跨ぐ長さを有している。スライド部材７３は、一次転写ローラ４５の軸線と直角をなす方向に水平にして、一次転写ローラ４５の上方であって、その両端部の支持部材７１に対応する箇所に、各１本ずつ、計２本備えられている。スライド部材７３には、支持部材７１に対応する箇所に開口部７３ａが設けられている。開口部７３ａには、支持部材７１の連結部７１ｃ側の端部が挿入されている。そして、スライド部材７３は、転写ユニット４０の図示しないフレームに対し、一次転写ローラ４５の軸線と直角をなす方向に水平にスライド移動する。したがって、このスライド部材７３の移動により、支持部材７１は軸部７１ａを中心として回転せしめられ、一次転写ローラ４５は中間転写ベルト４１から離間する方向に移動せしめられる。
【００３０】
カム機構８０は、位置変更機構７０のスライド部材７３の下方であって、隣り合う一次転写ローラ４５の間、一箇所に設けられている。カム機構８０は、カム８１、及びカムフォロア８２を備えている。
【００３１】
カム８１は、一次転写ローラ４５と平行に延びる従動軸６１に対し、スライド部材７３に対応する２箇所に取り付けられている。この２個のカム８１に対応して、カムフォロア８２が、スライド部材７３の下面に設けられている。これにより、カム８１の回転に従ってカムフォロア８２が変位し、カムフォロア８２が設けられたスライド部材７３が一次転写ローラ４５の軸線と直角をなす方向に水平にスライド移動する。
【００３２】
従動軸６１には、図３に示すように、カム８１の回転角度を検知するために、角度検知手段６３が設けられている。角度検知手段６３は、フォトインタラプタのような透過型光センサで構成されている。角度検知手段６３は、従動軸６１に取り付けられた図示しない遮蔽板がセンサの光を遮蔽することにより、従動軸６１、すなわちカム８１の回転角度を検知する。
【００３３】
図３に示すように、作動部６０を駆動させるのは、本体２に備えられた駆動装置９０である。駆動装置９０は、モータ９１、駆動軸９２、及び駆動ギア９３を備えている。
【００３４】
駆動ギア９３は、モータ９１に設けられた駆動軸９２の先端近傍に設けられ、モータ９１によって回転せしめられる。駆動ギア９３は、作動ユニットである転写ユニット４０を本体２に収納する際、作動部６０の従動軸６１先端に設けられた従動ギア６２と係合する。これにより、モータ９１の動力が、駆動ギア９３、及び従動ギア６２を介して、作動部６０に伝達される。
【００３５】
図３、及び図４に示すように、駆動ギア９３が備えられた個所の駆動軸９２には、係止ピン９２ａが設けられている。係止ピン９２ａは、駆動軸９２を半径方向に貫通するように設けられている。これに対し、駆動ギア９３の内部には、図３〜図５に示すように、ピン収容部９３ａが設けられている。ピン収容部９３ａは、正面から見ると、駆動軸９２が貫通する円形部分に対し、これに隣接して軸対称の位置にある２個の扇形の形状を呈した凹部になっている。係止ピン９２ａは、このピン収容部９３ａに収容され、駆動軸９２の軸線方向に駆動ギア９３から外れてしまうことはない。この扇形のピン収容部９３ａに係止ピン９２ａが収容されていることにより、駆動ギア９３には、駆動軸９２の回転方向に対して、駆動軸９２との間に所定角度分の遊びが設けられている。この駆動ギア９３の、駆動軸９２に対する遊びの角度は４５度である。
【００３６】
上記構成の転写ユニット４０は、画像形成動作終了後、次のように動作する。
【００３７】
画像形成装置１は、図３に示す駆動装置９０により、駆動ギア９３を介して従動ギア６２、及び従動軸６１を回転させる。このとき、図４において、駆動ギア９３は反時計方向に、従動ギア６２、及び従動軸６１は時計方向に回転する。
【００３８】
従動軸６１の回転に従って、カム８１も同時に回転する。このカム８１の回転に従ってカムフォロア８２が変位し、カムフォロア８２が設けられたスライド部材７３が水平に、図４において右方にスライド移動する。スライド部材７３の開口部７３ａに挿入され、スライド部材７３と係合する支持部材７１は、スライド部材７３の移動によって、軸部７１ａを中心として図４において時計方向に回転する。これにより、一次転写ローラ４５は、上方に移動して中間転写ベルト４１から離間する。
【００３９】
従動軸６１、及びカム８１の回転角度は角度検知手段６３によって検知され、一次転写ローラ４５を中間転写ベルト４１から離間させた時点で、駆動装置９０は、モータ９１の駆動を停止して作動部６０の駆動を終了する。そして、駆動装置９０は、駆動ギア９３のピン収容部９３ａの角度である４５度の回転角度で、駆動軸９２を逆回転させる。
【００４０】
上記駆動軸９２の逆回転により、引き続き転写ユニット４０を画像形成装置１の本体２から取り外す場合、駆動ギア９３を、駆動軸９２との間で４５度分だけ空回りさせることができるので、駆動ギア９３と従動ギア６２との係合をスムーズに解くことができる。同様に、転写ユニット４０を本体２に収納する場合も、従動ギア６２を駆動ギア９３に容易に係合させることができる。
【００４１】
このようにして、本体２に設けられた駆動装置９０によって駆動せしめられる、本体２に対して着脱可能な作動ユニットである転写ユニット４０を備えた画像形成装置１において、転写ユニット４０を本体２に収納する際、駆動装置９０の、作動部６０と係合し合う箇所に、その駆動軸９２の回転方向に対して、駆動軸９２との間に所定角度分の遊びを設けた駆動ギア９３を備え、駆動装置９０は、作動部６０の駆動終了後、前記所定角度だけ駆動軸９２を逆回転させるので、転写ユニット４０を本体２から取り外す際、作動部６０を駆動する駆動ギア９３を、駆動軸９２との間で所定角度分だけ空回りさせることができる。これにより、駆動ギア９３や駆動軸９２を破損することなく、駆動装置９０と作動部６０との係合を解くことができる。したがって、部品点数を大幅に増加することなく、省スペース化が図られた簡便な機構により、本体２の駆動装置９０と、転写ユニット４０の作動部６０との係合／係合解除をスムーズに行うことが可能となる。
【００４２】
また、像担持体である感光体ドラム３２表面に形成されたトナー像を、中間転写ベルト４１を介して用紙に転写するものであって、作動ユニットである転写ユニット４０は、中間転写ベルト４１と、この中間転写ベルト４１を隔てて像担持体に接触する一次転写ローラ４５とを備えるとともに、作動部６０に、一次転写ローラ４５を中間転写ベルト４１に対して接触、離間させる位置変更機構７０と、この位置変更機構７０を駆動するカム機構８０と、このカム機構８０のカム８１が設けられた従動軸６１とを備え、駆動装置９０の駆動軸９３が、駆動ギア９３を介して、従動軸６１と係合するので、画像形成動作終了後、駆動装置９０が、上記カム機構８０や位置変更機構７０を用いて一次転写ローラ４５を中間転写ベルト４１から離間させるような転写ユニット４０を、作動ユニットとして備える場合であっても、係合箇所の部材を破損することなく、本体２の駆動装置９０と、転写ユニット４０の作動部６０との係合／係合解除をスムーズに行うことが可能となる。
【００４３】
そして、従動軸６１の回転角度を検知する角度検知手段６３を備えるので、従動軸６１に設けられたカム８１の回転角度を把握することができる。これにより、カム機構８０が駆動する位置変更機構７０の状態、すなわち一次転写ローラ４５が中間転写ベルト４１から離間したか否かを把握することが可能となる。したがって、画像形成動作終了後、一次転写ローラ４５を中間転写ベルト４１から確実に離間させ、駆動ギア９３や駆動軸９２を破損することなく、駆動装置９０と作動部６０との係合を解くことができる。
【００４４】
以上、本発明の実施形態につき説明したが、本発明の範囲はこれに限定されるものではなく、発明の主旨を逸脱しない範囲で種々の変更を加えて実施することができる。
【産業上の利用可能性】
【００４５】
本発明は、本体に設けられた駆動装置によって駆動せしめられる、本体に対して着脱可能な作動ユニットを備えた画像形成装置において利用可能である。
【図面の簡単な説明】
【００４６】
【図１】本発明の実施形態に係る画像形成装置の模型的垂直断面正面図である。
【図２】図１の転写ユニットの作動部周辺を上方から見た斜視図である。
【図３】図１の転写ユニットの作動部周辺、及び駆動装置を下方から見た部分拡大斜視図である。
【図４】図３の転写ユニットの作動部周辺、及び駆動装置の部分拡大正面図である。
【図５】図４の駆動装置の駆動ギアを示す斜視図である。
【符号の説明】
【００４７】
１    画像形成装置
２    本体
４０  転写ユニット（作動ユニット）
４１  中間転写ベルト
４５  一次転写ローラ
６０  作動部
６１  従動軸
６２  従動ギア
６３  角度検知手段
７０  位置変更手段
７１  支持部材
７１ａ  軸部
７２  ばね
７３  スライド部材
８０  カム機構
８１  カム
８２  カムフォロア
９０  駆動装置
９１  モータ
９２  駆動軸
９２ａ  係止ピン
９３  駆動ギア
９３ａ  ピン収容部
【図１】
2007025182.tif 000003
【図２】
2007025182.tif 000004
【図３】
2007025182.tif 000005
【図４】
2007025182.tif 000006
【図５】
2007025182.tif 000007